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Offener Wettbewerb | 12/2021

Neubau Werkstattgebäude WSL Birmensdorf (CH)

Aussen Eingang

Aussen Eingang

3. Preis

Preisgeld: 20.000 CHF

Konstantin Architektur AG

Architektur, Projektsteuerung

Hager Partner AG

Landschaftsarchitektur

Timbatec Holzbauingenieure

Bauingenieurwesen, Brandschutzplanung

Emmer Pfenninger Partner AG

TGA-Fachplanung

ONUR Projects

TGA-Fachplanung

GS Bauphysik & Akustik GmbH

Bauphysik

Uniola AG

Landschaftsarchitektur

Erläuterungstext

Holzrippen,
Das neue Werkstattgebäude WSL, Birmensdorf

Das neue Werkstattgebäude WLS Birmensdorf soll Raum für den Technischen Dienst, den Hausdienst, die Elektronik und die Forschung bieten. Dieses Gebäude ist in einen weitläufigen Naturraum eingebettet. Seine Nähe zum Wald bietet beste Voraussetzungen für die Forschungstätigkeit. Der Neubau nimmt die bestehende Umgebung als Kontext auf und öffnet sich zu seiner natürlichen Umgebung als Merkmal dieser besonderen Lage hin. Auch der Aussenraum wird neu gestaltet, um zur Erholungsqualität der Mitarbeiter beizutragen und wertvolle ökologische Freiräume zu schaffen. Der Bau des Werkstattgebäudes stellt einen Dialog mit dem Bestandskomplex her, nutzt aber gleichzeitig eine etwas andere Herangehensweise an die geplante Architektur zu haben, um die Grenzen des 3-Säulen-Nachhaltigkeitsmodells auszuloten.

Nachhaltigkeit ist bei der WSL in Forschung, Lehre und Infrastruktur integriert, und bildet einen zentralen Bestandteil des Arbeitsalltags. Wie die WSL, versucht auch der Neubau ein integrales und umfassendes Verständnis von Nachhaltigkeit umzusetzen, welches auf den ökologischen, soziokulturellen und ökonomischen Prinzipien der nachhaltigen Entwicklung basiert: das 3-Säulen-Modell.

Im Fokus des Bauprojekts steht der komplette Gebäudelebenszyklus. Er wird anhand verschiedener Nachhaltigkeitsaspekte bewertet. Die Betrachtung der Nachhaltigkeit eines Projekts ermöglicht es, seine Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft in Zusammenhang mit den langfristigen Kosten und Nutzen zu beurteilen. Aus diesen Gründen werden diese drei Strategien – ökologische, ökonomische und soziale Nachhaltigkeit – platziert.

Das 3-Säulen Modell
Nachhaltige Architektur verstehen wir als Bindeglied zwischen Natur, Gebautem und Kultur. Wir sind davon überzeugt, dass wir jedes Projekt nur durch das Verständnis seiner Tradition, seiner Kultur und seinem Umfeld zu einem harmonischen Gesamtbild bringen können.


NACHHALTIGKEIT

Ă–kologische Nachhaltigkeit
Die Erstellung des neuen Gebäudes leistet einen Beitrag zur CO2-Reduktion und zur Energieeffizienz des Gesamtareals. An der Aussenhülle des Gebäudes sind Photovoltaikanlagen geplant. Mit der Idee, alles in Holz zu bauen, wird auf eine ressourcenschonende Materialisierung mit niedriger Grauer Energie gesetzt. Zudem kann der Einsatz von Beton und Metall auf ein Minimum reduziert werden. Gleichzeitig sind die Anforderungen von MINERGIE P-ECO im Gebäude sowie im Aussenraum erfüllt.

Ă–konomische Nachhaltigkeit
Neben den Erstellungskosten werden auch die Lebenszykluskosten pro m2 HNF und Jahr als Beurteilungskriterium im Kontext der ökonomischen Nachhaltigkeit herangezogen. Die Wahl von Holz als Hauptbaustoff bei gleichzeitig flexibler und anpassungsfähiger Grundrissgestaltung passt das Gebäude diesem Konzept an. Im Kontext der Erstellungs- und Lebenszykluskosten sind vor allem optimale Flächenverhältnisse und ein intelligentes Tragwerksystem vorgesehen. Hauptnutzfläche vs. Geschoss-Fläche: Die Strategie dahinter ist, einen Korridor um die HNF herum zu schaffen, der diese Fläche völlig flexibel für zukünftige Anpassungen macht und gleichzeitig einen "Dazwischen"-Raum mit bester Raumqualität schafft. Tragwerksystem: Die gesamte Struktur ist aus Holz, immer sichtbar und trocken montiert. Somit ist auch die Zugänglichkeit für Reinigung und Instandsetzung der einzelnen Bauteile entsprechend ihrer Lebensdauer gewährleistet.

Soziale Nachhaltigkeit
Die vorgeschlagene Flexibilität ermöglicht es, dass das Gebäude ein „Rahmen“ für die Mitarbeiter ist, um Ihren Arbeitsplatz im Laufe der Zeit zu gestalten. Da WSL bereits eine innovative Arbeitsumgebung bietet, wird davon ausgegangen, dass sich die Dynamik der Arbeit dieses Unternehmens im Laufe der Zeit schnell ändert. Daher sind die Räume als „Rahmen“ dafür geplant. Die Gebäude und der Freiraum sind barrierefrei konzipiert.


LANDSCHAFTARCHITEKTUR

Waldhof und Treffpunk
Der Hof des Neubaus der Forschungsanstalt WSL wird für die Mitarbeitenden zugleich ein neuer Treffpunkt für Austausch und Kommunikation, als auch ein Erholungs- und Pausenraum. Mit der Trennung zum MIV und dem Anlieferungsbereich entsteht ein autofreier Hof und somit ein qualitativ hochstehender und sicherer Aussenraum. Das angrenzende idyllische Waldgebiet "Rameren" wird im Hof fortgesetzt. Der nicht unterkellerte Hof bietet die perfekten Voraussetzungen für einen nachhaltigen Baumstandort. Der Charakter des Waldmeister- Buchenwaldes wird als Gestaltungselement aufgenommen und zeigt sich in der Baumartenwahl und in der Unterpflanzung der Bäume wieder. Durch die hoch aufgeastete Mischpflanzung wird eine Sichtbeziehung zwischen den Gebäuden geschaffen.

Der "Waldhof" zeichnet sich durch den geringen Versiegelungsgrad und die wasserdurchlässige zentrale Kiesfläche aus. Unter den schatten-spendenden Bäumen und mit Blick auf den Wasserspiegel lässt es sich auf den mobilen Sitzelementen gut verweilen. Die Sitzbänke aus Holz sind in der Nähe der Eingangsbereiche situiert und dienen als weiteren Aufenthaltsbereich. Neben den positiven Effekten des "Waldhofes" - die Hitzeminderung und das durchdachten Wassermanagement - wird auch die Dachlandschaft als eine wichtige ökologische Ausgleichsfläche betrachtet.


FLEXIBILITĂ„T UND MODULARES LABORKONZEPT

Flexibilität: Zeit und Nutzung
Wir definieren Flexibilität durch zwei Konzepte. Ein Raum, der zeitlich flexibel ist und ein Raum, der Flexibilität in den Nutzungen und Aktivitäten ermöglicht. Diese zwei Konzepte benötigen neben hoch-wertigen Arbeitsplätzen auch ein kommunikatives Arbeitsumfeld, welches Raum für Spontaneität und Zusammenarbeit ermöglicht. Effiziente Arbeitsabläufe, Nutzung von Synergien, eine Anpassungsfähigkeit der Raumaufteilung, verbunden mit einem reduzierten C02 Verbrauch, und eine modulare Einrichtung – das sind die Bedürfnisse für WSL-Gebäude.

Flexibilität = Modularität
Das Gebäudekonzept setzt diese Bedürfnisse konsequent um. Jedes Regelgeschoss entspricht dem modularen Baukastenprinzip. Es ist auf einem Raster von 3.6m aufgebaut und kann in mehrere Räume aufgeteilt werden. Der Erschliessungskern befindet sich auf der Seite des HL, wodurch ein maximal flexibler Raum Richtung Wald entsteht. Die Medienversorgung erfolgt über definierte Verbindungsstellen mit Verteilpunkten an der Decke, sodass sich jeder Arbeitsplatz während laufendem Betrieb verändern lässt. Die in der ersten Nutzungsphase vorwiegend zellenartig organisierten Grundrisse können sich später zunehmend den Bedürfnissen zukünftiger Mitarbeiter anpassen und beispielsweise auch als Grossraumbüros konzipiert werden.


KONZEPT BRANDSCHUTZ

Das Gebäude fällt mit einer Höhe von unter 30 Metern in die Kategorie «Gebäude mittlerer Höhe» und beinhaltet Büroräumlichkeiten und Labore.

In allen Geschossen wird es nur jeweils einen Brandabschnitt geben, damit das Fluchtwegkonzept den Vorgaben einer möglichst hohen Nutzungs-Flexibilität der Räumlichkeiten entspricht.

Durch die präzise Anordnung bleiben die maximalen Fluchtweglängen innerhalb der einzelnen Nutzungseinheiten unter 35m, was maximale Flexibilität in der Einteilung der Büro- und Laborgrundrisse ohne zusätzliche Fluchtkorridore ermöglicht.

Die geforderte Transparenz und Sichtverbindung zwischen den verschiedenen Nutzungen kann ohne aufwändige Brandschutz-verglasungen umgesetzt werden.


KONZEPT GEBĂ„UDETECHNIK

Bezüglich Gebäudetechnik gibt es vier wichtige Aspekte, die dieses Projekt bestimmen:

A-1. Die Einbringung der Zuluft erfolgt in den offenen Raum entlang der Fassaden, wo die Luftkanäle installiert werden. Die Abluft der unterschiedlichen Varianten mit Büros wird über Überströmkanäle in die Flurzone gewährleistet. Von dort wird die Abluft auf jedem Geschoss zentral erfasst. Somit wird die Luftverteilung über Blechkanäle verringert.

A-2. Optimierung der Gebäudehülle zur Minderung der Wärmeverluste, um den Minergie-P Standard zu erreichen. Die inneren Wärmequellen (Personen/Licht/Maschinen) decken in Werkstatt, Büro- und Laborbetrieb die erforderliche Heizlast für fast 8 Monate ab.

A-3. Vorgesehen ist die Wärmeabgabe über eine Fussbodenheizung, welche ebenfalls zur Kühlung genutzt werden kann. Über Regelzonen an der Fassade kann die Wärmeabgabe individuell gesteuert werden.

A-4. Das Gebäude verfügt dank automatisierten aussenliegenden Stoffstoren und einer witterungsgeschützten Nachtlüftung über gute Eigenschaften auch im Sommer. Dies bedeutet, dass die Räumlichkeiten mechanisch be- und entlüftet werden.


HOLZBAUKONSTRUKTIONPRINZIP

Das Ziel ist es, ein Bürogebäude komplett in Holzbauweise zu erstellen. Wie ein Innosuisse Forschungsprojekt für Untergeschosse in Holz aufzeigt kann auch das Untergeschoss in Holzbauweise erstellt werden. Das Gebäude wird als Skelettbau angedacht, mit einer Stützenreihe in der Mitte und je zwei an den Aussenwänden.

Die Lastabtragung in den Untergrund erfolgt aufgrund der Boden-beschaffenheit mittels Rammpfählen, die jeweils unter den Hauptstützen angeordnet sind. Als Bodenplatte und Aussenwände werden gross-formatige Brettsperrholzplatten eingesetzt. Die Konstruktionsdetails können in Zusammenarbeit mit dem Forschungsprojekt weiter ausgearbeitet werden.

Tragsystem. Holz mit Holz
Dem Baukörper liegt ein auf die jeweiligen Nutzungen hin optimierter Raster zu Grunde, der für einen ökonomischen Holzbau von zentraler Bedeutung ist. Die Lasten werden über vollflächige Deckentragsystemen über die Unterzüge auf die Stützen abgetragen, welche bis zum Untergeschoss durchlaufen. In den Regelgeschossen spannen die Decken als Einfeldträger.

Die Spannweite beträgt jeweils 3.50 m. Auch im Dachgeschoss wird das Raster beibehalten, die Dachelemente können quer zwischen die Binder eingehängt werden. Die Aussteifung des Gebäudes erfolgt grösstenteils ĂĽber den Treppenhauskern. Aufgrund der Exzentrizität werden zusätzlich zwei Wände in der Westfassade eingesetzt. Wie im Untergeschoss werden auch hier grossformatige Brettsperrholzplatten eingesetzt und im Treppenhaus als gekapselte Elemente ausgefĂĽhrt.

Energiebedarf. Weniger CO2 als Ziel
Der Holzbedarf kann erfahrungsgemäss vollständig aus den umliegenden Wäldern gedeckt werden. Mehrere Beispiele aus der Schweiz zeigen, dass auch grosse Projekte problemlos mit lokalem Holz realisiert werden können. Auch bei den Dämmstoffen liegt der Fokus auf organischen, nachwachsenden Materialien wie Zellulose.

Bei der Konstruktion des Gebäudes sollen möglichst alle Bauteile so gefügt und verbaut werden, dass diese im Hinblick auf zukünftige Stoffkreisläufe möglichst auch wieder sortenrein demontiert und weiterverwendet werden können.

Die Holzbauweise mit konsequenter Systemtrennung und ohne Verbundbauteile bildet eine ideale Basis für eine nachhaltige Bauweise. Zudem wird das Gebäude zu einer CO2 Senke, indem im Holztragwerk dauerhaft mehr CO2 gebunden und eingelagert ist, als für die Erstellung erforderlich war.

Vorfabriziert und trocken montiert
Jedes Gebäudeteil wird in der Werkstatt gebaut und auf die Baustelle geliefert. Tore, Türen, Fenster, Dämmung und Haustechnikleitungen werden in die vorgefertigten Elemente integriert. Auf der Baustelle werden alle Bauteile in wenigen Tagen montiert. Die industrielle Vorfertigung verkürzt die Bauzeit und senkt die Kosten.

Beurteilung durch das Preisgericht

Das unter dem Thema Holzrippenbau in Vorfabrikationsweise konzipierte Gebäude sucht konsequent nach der Möglichkeit, das Objekt ohne Betonverwendung und nur mit wenig Metalleinsatz, zu realisieren. Dies durchaus mit treffsicherem Gespür, so den neuralgischen Identifikationsanspruch der Bauherrschaft WSL berühren zu können. Natürlich wird eine Holzbauweise grundsätzlich positiv begrüsst. Doch bleibt der Eindruck, dass die vorgeschlagene Konzeption einen zu stark experimentellen Charakter aufweist, überladen und daher unterhaltsintensiv ist und der gewünschten Solidität des Neubaus zumindest partiell nicht immer zu entsprechen vermag. Die Konstruktion ist durchwegs durchdacht und stringent formuliert. Der Vorschlag, die Bodenplatte mit Brettschichtholz zu erstellen wird jedoch grundsätzlich in Frage gestellt und weiss a priori nicht zu überzeugen. Positiv hingegen wird der gewünschte Dialog mit den Bestandbauten und die Leitlinie des Säulenmodells mit Berücksichtigung der ökologischen, soziokulturellen und ökonomischen Perimeter, taxiert. Die Anbindung des Neubaus an das bestehende Gebäude HL erfolgt in einer ansprechenden Grundrisskonzeption mit einer richtig definierten und sinnvollen Orientierung des Treppenhauses, des Lifts und der Nasszone sowie mit der richtig geführten Ankoppelung an der Nahtstelle der Gebäude. Auch die Darstellung verschiedener Varianten der Bürogestaltung wird positiv begrüsst. Die gerasterten Stützen des Holzbaus sind dabei nutzungsorientiert in der Mitte des Gebäudes eher unproblematisch, die Stützen in der Fassadennähe jedoch schränken die Palette der potenziellen Grundrisskonzeptionen, sowohl bei einer Einzelbürostrategie wie auch bei einer Bürostrategie mit Mehrfachbelegung, stark ein. Die innenliegenden Räume gelten nicht als besonders attraktiv bezüglich der hierdurch reduzierten Belichtung, des Klimapuffers oder auch bezüglich der dazumal unvermeidbaren Erhöhung des Verkehrsflächenanteils. Dass die Stirnseite West des Neubaus für Begegnungs- und Sitzungsräume reserviert ist, weiss zu gefallen. Ebenso der Vorschlag der Terrasse im Dachgeschoss. Die Anbindung an das Gebäude HL mit der Eingangspartie und dem Aufenthaltsbereich auf dem Dach an dieser Scharnierfunktion der Gebäude ist mit Blick auf die Belichtungsproblematik und dem Schattenwurf mit einer Breite von über 7.00 m ansprechend und konsequent entworfen, berücksichtigt doch diese Idee zudem den Respekt vor dem Nachbarbau und somit den funktionstüchtigen Beibehalt bisheriger Nutzungen. Die innenarchitektonischen Vorschläge und die zu erwartende, warme und ansprechende Arbeitsatmosphäre infolge der Anwendung von Holz im Innenausbau werden sehr willkommen geheissen und dürften für ein einladendes Ambiente besorgt sein. Die Angaben zum Autowaschplatz hingegen sind suboptimal, die Konzeption der Fahrzeuggrube ist noch nicht studiert und in der vorgelegten Form fragwürdig. Die resultierende lichte Raumhöhe von 2.80 m und eine Konstruktionshöhe der Decken von ca. 50 cm bedingt eine vergleichsweise grosse OK-OK-Geschosshöhe von 3.30 m und ist somit nur bedingt effizient. Dem Einsatz nicht erneuerbarer grauer Energie und den damit verbundenen CO2-Emissionen wird in einer sehr nachhaltigen Weise begegnet. Sowohl das Gebäudevolumen als auch die Geschossfläche sind grösser als die jeweilige Vorgabe, aber die Flächeneffizienz (GF/HNF) vergleichsweise gut. Die resultierende Gebäudehüllziffer (A/GF) ist ebenfalls höher als die Vorgabe, aber mit einem variierenden Fensteranteil von ca. 20% im Norden und ca. 60% im Süden, kann die Einhaltung der Werte gemäss Minergie P-Eco gut gewährleistet werden. Der sommerliche Wärmeschutz erfolgt über aussenliegende Stoffstoren, welche für den wirksamen Blendschutz mit einem innenliegenden Blendschutz ergänzt werden. Die vertikale Erschliessung der Medien ist mittels einer flankierenden Steigzone und der bedingt konsequenten Systemtrennung für die horizontale Erschliessung einfach und nachhaltig situiert. Während die Heiz-/Kühlfunktion über eine im Unterlagsboden integrierte Bodenheizung/-kühlung und die Elektroerschliessung mittels Brüstungskanälen erfolgt, wird die Luftversorgung offen im Deckenbereich geführt. Der Raumkomfort erfolgt thermisch über den flächendeckend wirksamen Unterlagsboden und wird mit einer kontrollierten Hygienelüftung für eine adäquate Luftqualität unterstützt. Die vorgesehene Eigenstromproduktion mittels integrierter Photovoltaik beschränkt sich auf das Schrägdach mit Südausrichtung und einem konstruktiv bedingt verminderten Ertrag durch die Eigenbeschattung der Rippen. Auf fassadenintegrierte PV-Elemente wird verzichtet. Entsprechend ist der Beitrag der Eigenstromproduktion zum gesamten Elektrizitätsbedarf vergleichsweise gering. Der Charakter des angrenzenden Waldmeister-Buchenwaldes soll im Hof prägend wirken. Durch Pflanzungen entsprechender Gehölzarten und der Unterpflanzung wird der Wald im Hof inszeniert. Dieser Ansatz nimmt ein prägendes Element des Ortes auf und schafft neben den ökologischen und klimatischen Qualitäten zusammen mit den darin eingelassenen Kiesflächen und dem Wasserspiegel einen sehr stimmungsvollen Ort. Seine Ausformulierung ist Dank der einfachen formalen Mitteln dem eher gewerblich geprägten Ort aus Sicht der Jury angemessen und enthält trotzdem eine hohe optische Vielfalt. Grundsätzlich erinnert die plastische Erscheinungsform des Neubaus mit dem expressiven Rippenausdruck weniger an ein Technik- und Bürogebäude, sondern assoziiert vielmehr einen kathedralen Eindruck, der in diesem, wenn auch heterogen gestalteten und gewachsenen Gesamtensemble nicht unbedingt angemessen erscheint. Das Projekt zeigt eine Vielzahl von interessanten und guten Überlegungen und besitzt eine durchwegs gut zu taxierende Arbeits- und Gebrauchsqualität. Aber die Anwendung von allzu vielen Elementen bei der Gestaltung und in der Konstruktion führt nicht zwangsläufig zu einem schlussendlich konsistenten Ganzen. Abschliessend sei festgehalten, dass das Projekt einen sehr hohen Überschuss an Büroflächen ausweist, die Relation der HF zur VF stellenweise nur schwer nachvollziehbar macht und der Kostenrahmen trotz der Vorteile einer Vorfertigung und einer dadurch sicher begrüssenswerten Kürzung der Bauzeitlänge über 35% höher ausfallen dürfte, als von den Architekten:innen selbst kalkuliert wurde.
Wettbewerb Paneel 1

Wettbewerb Paneel 1

Wettbewerb Paneel 2

Wettbewerb Paneel 2

Aussen Hof

Aussen Hof

Variante des Dachgeschoss geschlossen

Variante des Dachgeschoss geschlossen

Variante des Dachgeschoss offen

Variante des Dachgeschoss offen